(57)【要約】  【課題】  光の反射による黒浮きを抑えるとともに、発光素子の過熱を防止することのできる表示装置を提供すること。  【解決手段】  基板１１上に複数の発光素子１２が並設され、発光素子１２を覆うように基板１１の前面側に透光性の防水板１５が配置され、発光素子１２と防水板１５との間が、空気よりも発光素子１２の表面部および防水板１５に近い物性密度であって発光素子１２および防水板１５よりも軟質の透光材２０で形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の発光素子が並設され、
前記発光素子を覆うように前記基板の前面側に透光性の防水板が配置され、
前記発光素子と前記防水板との間が、空気よりも前記発光素子の表面部および前記防水板に近い密度でかつ前記発光素子および前記防水板よりも軟質の透光材で形成されたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記透光材が、熱硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記透光材が、シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記透光材が、ゲル状であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記防水板の前面に反射防止膜となるコーティング層が設けられ、該コーティング層の表面で反射した光と、該コーティング層と前記防水板の間で反射した光とが打ち消しあうように前記コーティング層が調製されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記防水板と前記基板の間に、それぞれ複数の前記発光素子を取り囲む不透光の側壁部材を配して、前記透光材を収納する複数の室を形成したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、特に複数の発光素子を所定ピッチで並設して大画面を構成する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を所定ピッチでマトリクス状に配列して大画面を構成するこの種の表示装置は、イベント会場やスポーツ施設、ビル壁面等のような屋外環境での使用が多いが、セグメント化された表示ユニットの採用により移設が容易化され、また、タウンメディア等としてビル内にも設置されることから、その画質や解像度についての高度な要求が課されている。
【０００３】
従来のこの種の表示装置としては、例えば外部光の反射によるコントラストの低下を防止するように、ＬＥＤのダイオードチップがボンディングされるカップ部に反射防止膜を施したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、高画質・高解像度への要求に応えるべく、ＲＧＢの各発光素子を一体に埋め込んだ表面実装型（Surface Mount Device）のＬＥＤを採用したものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
従来の表示装置にあっては、表面実装型の場合は特に、表示素子実装面である装置前面側を透明な樹脂板（例えばポリカーボネイト）からなる防水カバーで覆うのが一般的であり、視野角を考慮して、各ＬＥＤ又は各ＬＥＤ配列ラインを黒い樹脂等の庇状部材で区画するように構成されている。
【特許文献１】特開２００１−３４５４８４号公報
【特許文献２】特開２００３−１６８８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の表示装置にあっては、前面の防水カバーを構成する透明な樹脂板の表面のみならず、この樹脂板の裏面とＬＥＤ側の空気層との界面、さらには、空気層とＬＥＤ表面との界面等で、それぞれ光の反射が起こる。そのため、明るい環境での表示装置の使用時に表示画面上に黒色が浮いてしまうという問題があった。
【０００７】
また、ＬＥＤとその近傍の庇状部材および防水カバーとの間に、空気の層が形成され、この空気層が断熱効果を持つことで、発光駆動されたＬＥＤの温度が非常に高くなっていた。そのため、ＬＥＤチップ部に劣化や表面剥離等の損傷が出易い、また、温度上昇による輝度低下の大きい赤色ＬＥＤ特性による色再現性の低下という問題もあった。
【０００８】
本発明は、従来技術のかかる問題を解決すべくなされたもので、光の反射による黒浮きを抑えるとともに、発光素子の過熱による劣化や損傷を防止することや色再現性の向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の表示装置は、基板上に複数の発光素子が並設され、前記発光素子を覆うように前記基板の前面側に透光性の防水板が配置され、前記発光素子と前記防水板との間が、空気よりも前記発光素子の表面部および前記防水板に近い密度でかつ前記発光素子および前記防水板よりも軟質の透光材で形成されたことを特徴とするものである。
【００１０】
この構成により、前記発光素子と前記防水板との間に空気層がなくなり、防水板裏面での光の反射や、発光素子表面で光の反射が抑えられることになる。また、断熱層となる空気層がないことに加え、透光材への熱伝導が可能となるから、発光素子の過熱が防止される。なお、ここにいう軟質とは、硬度が低いの意であり、流動性材料からなる場合（特定の粘度やちょう度を有する場合）を含むものである。
【００１１】
前記透光材が前記発光素子および前記防水板の双方に近い密度を有する透明の樹脂からなるのが好ましい。この場合、透光材は発光素子および防水板の双方に近い屈折率を持つことになり、これらの界面における光の反射が抑制される。
【００１２】
また、前記透光材がシリコーン樹脂であると、物性が安定した取り扱いの容易な透光材となり、前記透光材がゲル状であると、前記発光素子と前記防水板との間を透光材で満たす作業が容易となり、かつ温度変化による剥離の防止になる。
【００１３】
本発明の表示装置は、さらに、前記防水板の前面に反射防止膜となるコーティング層が設けられ、該コーティング層の表面で反射した光と、該コーティング層と前記防水板の間で反射した光とが打ち消し合うように前記コーティング層が調製されているのが好ましい。
【００１４】
この場合、防水板の表面における光の反射が有効に抑制される。
【００１５】
前記防水板と前記基板の間に、それぞれ複数の前記発光素子を取り囲む不透光の側壁部材を配して、前記透光材を収納する複数の室を形成した構成とするのがより好ましい。
【００１６】
この場合、側壁部材は前記発光素子を複数個取り囲む程度であるから防水板の支持にも利用でき、側壁部材の遮光効果により黒の浮きを抑え、複数の室（複数の発光素子と防水板の間）に透光材を均一に充填又は配置する作業も容易にできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、防水板裏面での光の反射や、発光素子表面での光の反射を抑えることができ、明るい環境下で黒が浮くというような画質の低下を防止することができる。また、透光材により断熱層となる空気層をなくすのに加え、透光材の熱伝導を利用することで、発光素子の過熱を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１は本発明の一の実施の形態に係る表示装置の概略構成を示す部分的な側断面図、図２はその部分正面図、図３は図２のIII-III矢視方向断面図、図４は図２のIV-IV矢視方向断面図である。
【００２０】
図１において、１１は基板、１２は基板１１上に並設された複数の発光素子である。基板１１は、その前面側に発光素子１２を、その裏面側に発光素子１２の発光制御用の半導体チップ（図示していない）をそれぞれ搭載したものである。また、発光素子１２は基板１１上に所定ピッチを隔ててマトリクス状に配置され、画面全体における各絵素を構成している。前記所定ピッチは、例えば１０ｍｍ以下である。
【００２１】
発光素子１２は、例えばＲ（Red）、Ｇ(Green)、Ｂ(Blue)の３原色に対応する３つのＬＥＤチップを単体部品形状に一体化した複合発光素子である。
【００２２】
これら基板１１および発光素子１２は、図２から図４に示すようにユニットケース１０に着脱可能に支持され、所定サイズのディスプレイユニット（全体構成を図示していない）の一部を構成している。そして、このディスプレイユニットを複数のセグメントとして組み合わせ、所望サイズの大型のカラー表示画面を構築できるようになっている。
【００２３】
一方、基板１１の前面側には、複数の発光素子１２を覆うように透光性（光透過性）を有する防水板１５が配置されており、発光素子１２と防水板１５との間には、空気よりも発光素子１２の表面部および防水板１５の素材に近い物性を有する透光材２０が設けられている。この透光材２０は、発光素子１２および防水板１５よりも軟質、すなわち、硬度の低い素材からなり、発光素子１２の表面部１２ａと防水板１５の裏面（内面）部とに密着するように形成されている。なお、発光素子１２の表面部１２ａには、通常、図示しない透明カバーが一体的に装着されている。
【００２４】
透光材２０は、発光素子１２の表面部１２ａおよび防水板１５の素材の双方に近い密度を有する不透光の樹脂、例えば無色透明のゲル状シリコーン樹脂からなる。もちろん、ゲル状に限らず、発光素子１２の表面部１２ａおよび防水板１５の裏面部との密着性のよい柔軟で透明な材料であれば、それを採用できるし、そのような密着性を確保しかつ取り扱いの容易な所定の粘度又はちょう度を有するゲル状の透明材を前記所定の硬度まである程度硬化させたものであってもよい。
【００２５】
また、防水板１５の前面は、反射防止膜となるコーティング層１５ａが設けられており、このコーティング層１５ａの表面で反射した光と、このコーティング層１５ａと防水板１５の前面（コーティング層裏面）との間で反射した光とが、相互に打ち消し合う位相関係（逆の位相）になるように、コーティング層１５ａが調製されている。このコーティング層１５ａは、所定周波数範囲の光（赤、青、緑など）に対する反射を抑えるよう、互いに特性の異なる複数の反射防止膜層を積層して形成されている。
【００２６】
さらに、基板１１上には、発光素子１２および防水板１５の間で、発光素子１２を取り囲む側壁部材１７が設けられている。この側壁部材１７は、画面表示時の第１の走査方向となる所定方向（図２中のＸ方向）に平行に延在する複数対の庇部１７ａ、１７ｂ、１７ｃと、これら庇部１７ａ〜１７ｃを相互に連結する連結部１７ｄ、１７ｅ、１７ｆとからなる。
【００２７】
また、側壁部材１７は不透光の樹脂、例えば黒色の耐候性樹脂からなり、その庇部１７ａ〜１７ｃは発光素子１２より基板１１上の高さが高くなっている。すなわち、これら庇部１７ａ〜１７ｃが発光素子１２を挟んで上下（画面がほぼ鉛直になる設置状態を想定した場合）両側に位置することで、遮光効果により黒の浮きを抑え、明るい環境下での鮮明な画像の鑑賞を可能にしている。
【００２８】
このように構成された本実施の形態の表示装置においては、透光材２０が発光素子１２の表面部１２ａおよび防水板１５の裏面部に密着し、かつ、空気よりもこれらに近い密度（発光素子１２の表面部１２ａおよび防水板１５の裏面部に近い屈折率）を有していることから、防水板１５の裏側界面での光の反射や、発光素子１２の表面部での光の反射を有効に抑えることができる。したがって、明るい環境下で黒が浮くというような画質の低下が防止できる。
【００２９】
また、透光材２０の存在により、発光素子１２の表面部および防水板１５の裏面部の間が、更に、発光素子１２を取り囲む基板１１と防水板１５の間の残りの空間が、断熱層となる空気層ではなく、透光材２０で形成されているから、この透光材２０への熱伝導により、発光素子１２の過熱が確実に防止できる。
【００３０】
さらに、本実施の形態では、透光材２０がシリコーン樹脂であるから、物性が安定した取り扱いの容易なものとなり、しかも、透光材２０が少なくとも充填・形成時には流動性のあるゲル状であることから、発光素子１２と防水板１５との間を透光材２０で満たす作業が容易となる。
【００３１】
本実施形態では、側壁部材１７の連結部１７ｄ〜１７ｆを発光素子１２の表面部１２ａより高くしておき、発光素子１２を複数個ずつ側壁部材１７で取り囲むようにして、基板１１と防水板１５の間に比較的小容積の空間２５（室）を複数形成しているので、例えば発光素子１２が整列する一列分ずつ複数の空間２５内にゲル状の透光材を同時に注入又は塗布し、発光素子１２と防水板１５の間に透光材２０を充填・形成していくことができる。
【００３２】
この場合、各充填空間２５を形成する防水板１５の一部に、透光材２０のゲル充填用の孔１５ｂ、１５ｃ（あるいは更に排気用の孔１５ｂ、１５ｃの一部）を設けておく必要があるが、この孔１５ｂ、１５ｃは、充填後の透光材２０によって（充填時よりある程度硬度が増した弾力のある透光材２０となってもよい）封じられるようにすれば、防水板１５の表面での光反射を確実に抑えることができ、所要の防水性能も確保できる。
【００３３】
このように、防水板１５と基板１１の間に、発光素子１２を複数個取り囲んで透光材２０の収納空間を形成する側壁部材１７を構成したので、空間２５内に透光材２０を入れる作業が通常のディスペンサー等でも容易にでき、しかも、側壁部材１７の一部である庇部１７ａ〜１７ｃを利用して、あるいは更に連結部１７ｄ〜１７ｆをも利用して、視野角を好ましい範囲に設定することができる。この結果、好ましい表示画像の得られる表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置の概略構成を示す部分的な側断面図
【図２】本発明の一実施形態に係る表示装置の部分正面図
【図３】図２のIII-III矢視方向断面図
【図４】図２のIV-IV矢視方向断面図
【符号の説明】
【００３５】
１１    基板
１２    発光素子
１５    防水板
１５ａ  コーティング層
１７    側壁部材
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ    庇部
１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ    連結部
２０    透光材
２５    空間（室）
【図１】
2006012906.tif 000003
【図２】
2006012906.tif 000004
【図３】
2006012906.tif 000005
【図４】
2006012906.tif 000006